JPH04272670A - 超電導線の接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超電導線の接続装置に係
り、特に分岐接続部に好適な超電導線の接続装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の超電導線は、多数の超電導素線（
超電導フイラメント）を銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａ
ｌ）のような安定化材中に埋設して所望の外径まで伸線
加工したものを集積した超電導フアインマルチ線が多い
。このような超電導線同志の接続は、半田付け、鑞付け
、溶接等により行われるが、接続部の電気抵抗が大きい
ために、通電時の発熱量が多く、実用上の問題があつた
。

【０００３】接続部の電気抵抗を小さくする接続方法と
して、特開昭６２−７１１７８号公報に記載されたもの
は、超電導線接続端部の安定化材を除去して超電導フイ
ラメントの露出部を形成し、接続すべき両超電導フイラ
メント露出部を重合し、安定化材と同質の中空円筒体で
前記フイラメント重合部を加締めて圧接接続するもので
ある。

【０００４】図２は超電導線１の断面図であり、１ａは
超電導フイラメント、１ｂは安定化材である。

【０００５】図３は前述した従来の接続方法で２本の超
電導線１Ａ，１Ｂを接続した接続部の縦断側面図であり
、両超電導線１Ａ，１Ｂの接続端部の安定化材を除去す
ることにより露出させた超電導フイラメント１Ａａ，１
Ｂａを重合し、その回りに中空円筒体２を被せ、該中空
円筒体２を加締めることにより超電導フイラメント１Ａ
ａ，１Ｂａ同志を圧接して電気的接続を得る構成である
。この接続方法は２回路（２本の超電導線）の接続に好
適であるが、分岐接続部（３回路接続部）に適用すると
接続部の電気抵抗が増加する問題がある。

【０００６】すなわち、分岐接続部に適用すると、図４
に示すように、超電導線１Ａ，１Ｂ，１Ｃの接続端部の
安定化材を除去することにより露出させた超電導フイラ
メント１Ａａ，１Ｂａ，１Ｃａを重合し、その回りに中
空円筒体２を被せ、該中空円筒体２を加締めることによ
り超電導フイラメント１Ａａ，１Ｂａ，１Ｃａ同志を圧
接して電気的接続を得る構成となる。この接続構成では
、それぞれの各超電導線１Ａ，１Ｂ，１Ｃの超電導フイ
ラメント同志の直接的あるいは間接的な接触による電気
的接続となり、しかも中空円筒体２内の超電導フイラメ
ントの量が増えて接触確率が低下するので、超電導臨界
電流値は各超電導フイラメント自身が持つている超電導
臨界電流値の６０％以下にまで低下してしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の超
電導線接続方法は、分岐回路を構成する超電導線を備え
た超電導装置に適用すると、分岐接続部の電気抵抗が大
きくなつて超電導臨界電流値が低下する問題があり、従
つて本発明の目的は、電気抵抗の増加を軽減して超電導
臨界電流値の低下を軽減できる超電導線の接続装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はこの目的を達成
するために、安定化材中に複数の超電導フイラメントを
埋設した超電導線を使用する電気回路を備えた超電導装
置において、電気回路の主回路からの分岐部を、該主回
路を構成する超電導線の中間接続部の前記安定化材を除
去して形成した主回路超電導フイラメント露出部と、分
岐回路を構成する超電導線の接続部の前記安定化材を除
去して形成した分岐回路超電導フイラメント露出部と、
前記主回路超電導フイラメント露出部と分岐回路超電導
フイラメント露出部を接合する接合手段によつて構成し
たことを特徴とする。

【０００９】

【作用】主回路を構成する主回路超電導線の超電導フイ
ラメントには切断個所がないので該主回路の電気抵抗は
増加しない。そして、該主回路超導電線と分岐回路超電
導線の接続は、主回路超電導フイラメント露出部と分岐
回路超電導フイラメント露出部の重合・圧接構成である
ので、比較的高い接触確率が得られて電気抵抗の増加が
軽減される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図５は永
久電流モードで運転される超電導装置で、前述したよう
に安定化材中に複数の超電導フイラメントを埋設した超
電導線３を使用して形成した２つの超電導コイル３Ａ，
３Ｂに超電導接続部４，５において永久電流スイツチ６
が接続された回路構成である。一般的な永久電流スイツ
チ６の接続線６Ａ，６Ｂは、前記超電導コイル３Ａ，３
Ｂを構成する超電導線３よりも抵抗値が高い安定化材を
用いた超電導線を使用しなければならないために、必ず
、２箇所の超電導接続部４，５が必要になる。

【００１１】この超電導装置において、超電導コイル３
ａに流れる電流を調整するために第２の永久電流スイツ
チ７を追加すると、該第２の永久電流スイツチ７の接続
線７Ａ，７Ｂと超電導線３の接続部８，９が必要になる
。

【００１２】従来の接続方法によれば、これらの接続部
４，５，８，９は、それぞれが３回路接続構成であるの
で、図４を参照して説明した接続構成となり、電気抵抗
が増加する問題がある。

【００１３】本発明はこのような接続部に対して好適な
接続構成であり、図６に示す接続部８の場合を例にとつ
て図１を参照してその一実施例を説明する。

【００１４】図１において、超電導線３は中間接続部に
おけるＣｕの安定化材が除去されてＮｂ−Ｔｉの超電導
フイラメント露出部３ａが形成される。超電導線３の該
安定化材の除去は、６３％ＨＮＯ３に浸漬することによ
り行われる。永久電流スイツチ７の接続線７Ａの接続端
も同様にして安定化材を除去して超電導フイラメント露
出部７Ａａを形成し、両超電導フイラメント露出部を重
合してその回りに安定化材と同質材料で形成した円筒体
１０を被せ、該円筒体１０を圧縮機で加締めて両超電導
フイラメント露出部３ａ，７Ａａを圧接して接続を実現
するものである。なお、円筒体１０には、Ｃｕ，Ａｌ，
Ａｕ，Ａｇ等の材料を使用することができる。

【００１５】このような接続構成によれば、超電導線３
により構成される電気回路部分は、超電導フイラメント
露出部３ａの切断部分がないので電気抵抗の増加はない
。そして、超電導線３と永久電流スイツチ７の接続線７
Ａとの接続部は、２つの超電導フイラメント露出部３ａ
，７Ａａの圧接接続であるので、高い接触確率が得られ
て該接続部８の電気抵抗の増加が軽減され（１／１０１
４Ω以下の電気抵抗となる）、超電導フイラメント自体
が持つ超電導臨界電流値の８０％程度の臨界電流値を確
保することができる。

【００１６】実験例 本発明になる接続例（試料） それぞれが直径７５μｍの超電導フイラメントを２４本
ずつＣｕの安定化材中に埋設して構成された直径１．０
ｍｍのＮｂ−Ｔｉ系超電導線３，７Ａを使用し、超電導
線３の中間接続部及び接続線７Ａの接続端部をＨＮＯ３
に浸漬して安定化材を溶解除去して水洗いし、超電導フ
イラメント露出部３ａ，７Ａａを形成した。そして、該
超電導フイラメント露出部３ａ，７Ａａを重合し、該重
合部を回りからＣｕの円筒体１０で加締めて圧接接続し
た（図１の接続構成）。

【００１７】従来方法による接続例（試料）それぞれが
直径７５μｍの超電導フイラメントを２４本ずつＣｕの
安定化材中に埋設して構成された直径１．０ｍｍのＮｂ
−Ｔｉ系超電導線３，７Ａを使用し、超電導線３の中間
接続部を切断して２つの接続端部３Ｃ，３Ｄを形成する
。そして各接続端部３Ｃ，３Ｄ，７ＡをＨＮＯ３に浸漬
して安定化材を溶解除去して水洗いし、超電導フイラメ
ント露出部３Ｃａ，３Ｄａ，７Ａａを形成した。露出し
た超電導フイラメント露出部３Ｃａ，３Ｄａ，７Ａａを
重合してＣｕの円筒体１０で加締めて圧接接続した（図
６の接続構成）。

【００１８】両接続例の特性比較 接続部を液体ヘリウムで冷却しながら０．５Ｔの磁界を
与えた状態で臨界電流値を測定した。測定試料ホルダー
をＵ字型とし、連続した超電導線３で構成される主電流
回路と、切断された超電導線の各接続端部３Ｃ，３Ｄ，
７Ａを圧接して構成された接続部の両接続端部３Ｃ，３
Ｄを有する主電流回路及び両接続端部３Ｃ，７Ａを有す
る分岐電流回路と、連続した前記超電導線３と超電導線
７Ａの接続で構成される分岐電流回路の各臨界電流値を
測定した。基準値は本発明及び従来の接続例で使用した
超電導線における超電導フイラメント自体の臨界電流値
である。

【００１９】図７は、この測定結果を示している。連続
した超電導線３で構成される主電流回路の臨界電流値（
測定例１）は、基準値にほぼ等しくバラツキも小さい。 これに対して切断された超電導線の接続端部３Ｃ，３Ｄ
，７Ａを接続して構成された接続部の両接続端部３Ｃ，
３Ｄを有する主電流回路の臨界電流値（測定例２）は、
超電導フイラメント露出部３Ｃａ，３Ｄａの接続部の電
気抵抗により、基準値の６０％程度にまで低下し、しか
もバラツキが大きい。

【００２０】また、連続した超電導線３と超電導線７Ａ
の接続で構成される分岐電流回路の各臨界電流値（測定
例３）は、基準値の８０％であり、バラツキも比較的小
さい。これに対して切断された超電導線の接続端部３Ｃ
，３Ｄ，７Ａを接続して構成された接続部の両接続端部
３Ｃ，７Ａを有する分岐電流回路の臨界電流値（測定例
４）は、超電導フイラメント露出部３Ｃａ，７Ａａの接
続部の電気抵抗により基準値の４０％程度にまで低下し
、しかもバラツキが大きい。

【００２１】図８は、以上のような超電導線接続で構成
した永久電流回路に流れる永久電流の減衰率により、各
接続部の電気抵抗の大きさを比較したものである。

【００２２】連続した超電導線３で構成される主電流回
路の永久電流（測定例５）は殆ど減衰せず、該主電流回
路の電気抵抗は１／１０１４Ω以下である。また、連続
した超電導線３と超電導線７Ａの接続で構成される分岐
電流回路の永久電流（測定例６）も減衰率が小さく、該
分岐電流回路の電気抵抗も１／１０１４Ω台である。

【００２３】これに対して、切断された超電導線の各接
続端部３Ｃ，３Ｄ，７Ａを接続して構成された接続部の
両接続端部３Ｃ，３Ｄを有する主電流回路の永久電流（
測定例７）は減衰率が大きく、該主電流回路の電気抵抗
は１／１０１３Ω台である。そして、切断された超電導
線の各接続端部３Ｃ，３Ｄ，７Ａを接続して構成された
接続部の両接続端部３Ｃ，７Ａを有する分岐電流回路の
永久電流（測定例８）の減衰率は更に大きく、該分岐電
流回路の電気抵抗は１／１０１２Ω台である。

【００２４】図９は本発明になる超電導線の接続装置が
適用された超電導装置の他例である。該超電導装置は、
超電導コイル１１ａを形成する超電導線１１と超電導コ
イル１２ａを形成する超電導線１２との接続部１３の電
気抵抗を測定するための手段を備えている。

【００２５】従来、この種の超電導装置における前記接
続部１３の電気抵抗の測定は、超電導コイル１１ａ，１
２ａ及び接続部１３の全体を専用のクライオスタツトに
組み込んで冷却して行つていたので、測定のための装置
が大型化する問題があつた。

【００２６】本発明になる接続装置が適用された超電導
装置においては、前記接続部１３の電気抵抗は該接続部
１３を挾んで接続した磁場測定用超電導コイル１４ａを
形成する超電導線１４で構成する閉回路に流れる永久電
流の減衰率で測定され、両超電導線１１，１２に対する
超電導線１４の分岐接続部１５，１６には、図１を参照
して説明した本発明になる接続構成が採用される。磁場
測定用超電導コイル１４ａ内には、該超電導コイル１４
ａに流れる永久電流によつて発生する磁界の強さに応じ
た電気信号を発生させて該永久電流の減衰率を測定する
ためのホール素子等のセンサが配置される。

【００２７】両超電導線１１，１２に対する超電導線１
４の分岐接続部１５，１６の構成は同一であるので、以
下、超電導線１１に対する超電導線１４の分岐接続部１
５の構成を例にとつて説明する。

【００２８】超電導線１１は、前述したようにＣｕの安
定化材中に超電導フイラメントを埋設した構成であり、
該超電導線１１の中間接続部の安定化材を除去して連続
した超電導フイラメント露出部を形成する。超電導線１
４の接続端部の安定化材も同様に除去して超電導フイラ
メント露出部を形成する。そして、超電導線１１の超電
導フイラメント露出部に超電導線１４の超電導フイラメ
ント露出部を重合し、重合部分の回りに円筒体１５ａを
被せ、該円筒体１５ａを加締めて超電導フイラメント露
出部同志を圧接接続する。

【００２９】以上のように構成された超電導装置は、前
記超電導線１１，１２の接続部１３と超電導線１４との
分岐接続部１５，１６及び超電導コイル１４ａの閉回路
構成部分を液体ヘリウム中に浸漬して永久電流を流し、
該永久電流の減衰率を前記センサから出力される電気信
号で測定して接続部１３の電気抵抗を測定する。そして
接続部１３の電気抵抗測定後は、超電導線１４の端部１
４ｂ，１４ｃを切断して測定用超電導コイル１４ａを取
り除き、超電導コイル１１ａ，１２ａとその接続部１３
等を本来の機器内に組み込む。

【００３０】このような超電導装置によれば、超電導線
１１，１２の接続部１３の電気抵抗を簡単な装置で測定
することができ、しかも、測定のために接続する測定用
超電導コイル１４ａの超電導線１４の分岐接続部１５，
１６の電気抵抗を小さくして測定精度を向上すると共に
、該分岐接続によつて超電導線１１，１２で構成される
主回路の電気抵抗が大きくなることもない。

【００３１】図１０は、２本の超電導線１７，１８の中
間部分の接続構成が必要な超電導線の接続装置の実施例
を示している。

【００３２】この実施例では、両超電導線１７，１８の
中間接続部における安定化材を除去して超電導フイラメ
ント露出部１７ａ，１８ａを形成し、該両超電導フイラ
メント露出部１７ａ，１８ａを重合してその回りに円筒
体１９を被せ、該円筒体１９を加締めて超電導フイラメ
ント露出部１７ａ，１８ａを圧接接続している。この接
続部も、超電導線１７，１８間の電気抵抗は１／１０１
４Ω以下であつた。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、主回路を
構成する主回路超電導線の超電導フイラメントには切断
個所がないので該主回路の電気抵抗は増加しない。そし
て、該主回路超導電線と分岐回路超電導線の接続は、主
回路超電導フイラメント露出部と分岐回路超電導フイラ
メント露出部の重合・圧接構成であるので、比較的高い
接触確率が得られて電気抵抗の増加が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例になる分岐接続部の縦断側面
図である。

【図２】超電導線の断面斜視図である。

【図３】従来の接続部の縦断側面図である。

【図４】従来の接続部の縦断側面図である。

【図５】本発明になる接続構成を適用する超電導装置の
電気回路図である。

【図６】本発明になる接続構成を適用する超電導装置の
電気回路図である。

【図７】各接続構成例の特性測定曲線図である。

【図８】各接続構成例の特性測定曲線図である。

【図９】本発明になる接続構成を適用する他の超電導装
置の電気回路図である。

【図１０】本発明の他の実施例になる分岐接続部の縦断
側面図である。

【符号の説明】

３，７Ａ　　超電導線 ３ａ，７Ａａ　　超電導フイラメント露出部１０　　円
筒体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　安定化材中に複数の超電導フイラメン
   トを埋設した超電導線を使用する電気回路を備えた超電
   導装置において、前記電気回路の主回路からの分岐部は
   、該主回路を構成する超電導線の中間接続部の前記安定
   化材を除去して形成した主回路超電導フイラメント露出
   部と、分岐回路を構成する超電導線の接続部の前記安定
   化材を除去して形成した分岐回路超電導フイラメント露
   出部と、前記主回路超電導フイラメント露出部と分岐回
   路超電導フイラメント露出部を接合する接合手段とを有
   することを特徴とする超電導線の接続装置。
2. 【請求項２】　　請求項１において、前記接合手段は前
   記両超電導フイラメント露出部を重合圧接するものであ
   ることを特徴とする超電導線の接続装置。
3. 【請求項３】　　安定化材中に複数の超電導フイラメン
   トを埋設した超電導線を使用する電気回路を備えた超電
   導装置において、前記電気回路の接続部は、第１の超電
   導線の中間接続部の前記安定化材を除去して形成した第
   １の超電導フイラメント露出部と、第２の超電導線の中
   間接続部の前記安定化材を除去して形成した第２の超電
   導フイラメント露出部と、前記第１の超電導フイラメン
   ト露出部と第２の超電導フイラメント露出部を接合する
   接合手段とを有することを特徴とする超電導線の接続装
   置。
4. 【請求項４】　　請求項３において、前記接合手段は前
   記両超電導フイラメント露出部を重合圧接するものであ
   ることを特徴とする超電導線の接続装置。
5. 【請求項５】　　安定化材中に複数の超電導フイラメン
   トを埋設した主超電導線の２つの端部を接続した電気回
   路を備えた超電導装置において、前記主超電導線の第１
   の端部に近い中間部の前記安定化材を除去して形成した
   第１の主超電導フイラメント露出部と、前記主超電導線
   の第２の端部に近い中間部の前記安定化材を除去して形
   成した第２の主超電導フイラメント露出部と、安定化材
   中に複数の超電導フイラメントを埋設した補助超電導線
   で形成した測定磁場発生コイルと、該補助超電導線の両
   端部の前記安定化材を除去して形成した第１及び第２の
   補助超電導フイラメント露出部と、前記第１の主超電導
   フイラメント露出部と第１の補助超電導フイラメント露
   出部を接合する接合手段と、前記第２の主超電導フイラ
   メント露出部と第２の補助超電導フイラメント露出部を
   接合する接合手段とを設けたことを特徴とする超電導線
   の接続装置。
6. 【請求項６】　　請求項５において、前記各接合手段は
   前記両超電導フイラメント露出部を重合圧接するもので
   あることを特徴とする超電導線の接続装置。